Page cache是進程分配的內存空間，用來緩存數據頁面。page cache的管理獨立于操作系統，當一個線程打開一個數據庫連接時就會建立一個page cache，對于一個進程中的多線程，它們可以有獨立的cache也可以共享一個cahce，下圖描述了page cache的結構：

在Pager初始化時為pPager->pPCache分配了空間，pPCache是PCache類型的結構體，其成員變量定義如下：

struct PCache {
  PgHdr *pDirty, *pDirtyTail;         /* List of dirty pages in LRU order */
  PgHdr *pSynced;                     /* Last synced page in dirty page list */
  int nRefSum;                        /* Sum of ref counts over all pages */
  int szCache;                        /* Configured cache size */
  int szSpill;                        /* Size before spilling occurs */
  int szPage;                         /* Size of every page in this cache */
  int szExtra;                        /* Size of extra space for each page */
  u8 bPurgeable;                      /* True if pages are on backing store */
  u8 eCreate;                         /* eCreate value for for xFetch() */
  int (*xStress)(void*,PgHdr*);       /* Call to try make a page clean */
  void *pStress;                      /* Argument to xStress */
  sqlite3_pcache *pCache;             /* Pluggable cache module */
};

在page cache的一系列管理操作中，pPCache會作為句柄傳入。cache的空間是以一個個slot組織在一起的，這些slot組成一個hash表來存放page。每個在cache里的page用PgHdr結構體來表示：

struct PgHdr {
  sqlite3_pcache_page *pPage;    /* Pcache object page handle */
  void *pData;                   /* Page data */
  void *pExtra;                  /* Extra content */
  PCache *pCache;                /* PRIVATE: Cache that owns this page */
  PgHdr *pDirty;                 /* Transient list of dirty sorted by pgno */
  Pager *pPager;                 /* The pager this page is part of */
  Pgno pgno;                     /* Page number for this page */
#ifdef SQLITE_CHECK_PAGES
  u32 pageHash;                  /* Hash of page content */
#endif
  u16 flags;                     /* PGHDR flags defined below */
 
  /**********************************************************************
  ** Elements above, except pCache, are public.  All that follow are
  ** private to pcache.c and should not be accessed by other modules.
  ** pCache is grouped with the public elements for efficiency.
  */
  i16 nRef;                      /* Number of users of this page */
  PgHdr *pDirtyNext;             /* Next element in list of dirty pages */
  PgHdr *pDirtyPrev;             /* Previous element in list of dirty pages */
};

page cache使用的是一種可插入式的cache管理方式，這也就是說page cache先搭建了一個cache的框架，這部分代碼在pcache.c里，而對于slot的具體管理如創建hash表， page的添加刪除和查找、頁面置換算法LRU等操作通過接口來實現，接口定義了一系列相關的函數，sqlite3GlobalConfig.pcache2就是實現這個接口的結構體，其定義如下：

struct sqlite3_pcache_methods2 {
  int iVersion;
  void *pArg;
  int (*xInit)(void*);
  void (*xShutdown)(void*);
  sqlite3_pcache *(*xCreate)(int szPage, int szExtra, int bPurgeable);
  void (*xCachesize)(sqlite3_pcache*, int nCachesize);
  int (*xPagecount)(sqlite3_pcache*);
  sqlite3_pcache_page *(*xFetch)(sqlite3_pcache*, unsigned key, int createFlag);
  void (*xUnpin)(sqlite3_pcache*, sqlite3_pcache_page*, int discard);
  void (*xRekey)(sqlite3_pcache*, sqlite3_pcache_page*,
      unsigned oldKey, unsigned newKey);
  void (*xTruncate)(sqlite3_pcache*, unsigned iLimit);
  void (*xDestroy)(sqlite3_pcache*);
  void (*xShrink)(sqlite3_pcache*);
};

可以看到sqlite3GlobalConfig.pcache2包含了一系列函數指針，通過diaosqlite3_config(SQLITE_CONFIG_PCACHE2, &defaultMethods);來初始化。defaultMethods是一個默認的方法，其函數的實現在PCache 1.c中

  static const sqlite3_pcache_methods2 defaultMethods = {
    1,                       /* iVersion */
    0,                       /* pArg */
    pcache1Init,             /* xInit */
    pcache1Shutdown,         /* xShutdown */
    pcache1Create,           /* xCreate */
    pcache1Cachesize,        /* xCachesize */
    pcache1Pagecount,        /* xPagecount */
    pcache1Fetch,            /* xFetch */
    pcache1Unpin,            /* xUnpin */
    pcache1Rekey,            /* xRekey */
    pcache1Truncate,         /* xTruncate */
    pcache1Destroy,          /* xDestroy */
    pcache1Shrink            /* xShrink */
  };

pcache1就相當于page cache的一個插件，在PCache結構體里有如下成員變量sqlite3_pcache *pCache，sqlite3_pcache是一個沒有具體定義的結構體，在pcache1插件中，PCache1結構體是一個對sqlite3_pcache重新定義的實體，同時PgHdr也會被重新定義成PgHdr1，下圖可以大致描述pcache1的輪廓

如果page的數量超過hash表的長度，相同hash值的page會通過鏈表形成一個桶。pinned page表示正在使用的page，不能被回收，unpinned page表示未使用的page，通過一個雙向鏈表連接在一起，當cache滿了后，會通過LRU算法替換掉最久未使用的page。

除了pcache1外，test_pcache.c中還實現了一個簡單的page cache插件testPcache，該插件可以替換來替換pcache1，調用sqlite3_config(SQLITE_CONFIG_PCACHE2, &testPcache)即可替換。

以上圖片都取自《SQLite Database System Design and Implementation》